如何才能把水燒到110攝氏度?

2020-10-18 科學探索菌

燒開水是生活中最常見的事之一,僅僅是開足火力並不能把水燒到110攝氏度,還需要考慮其它因素,主要是壓強。

水的沸點與壓強有關

應該很多人都知道,在標準大氣壓下,水的沸點是100攝氏度。需要注意一下,由於國際上對溫度計量標準的變更,使用攝氏溫標時,一個標準大氣壓下水的沸點為99.974℃。水中的雜質也會對水的沸點產生影響,不過我們這裡討論的是純淨水。

地球表面籠罩著一層厚厚的大氣層,在地球重力的作用下會產生大氣壓。氣溫0攝氏度,緯度45度的海平面上的氣壓被稱為標準大氣壓,其數值大小為101.325千帕,即每平方米要承受101325牛的壓力。一個標準大氣壓相當於760毫米汞柱產生的壓強,或者相當於10.339米水柱產生的壓強。

     

沸點是液體沸騰時的溫度,沸騰是一種劇烈的汽化現象。當液體沸騰時,其內部及表面同時汽化,在液體內部會產生大量氣泡。當氣泡中的飽和蒸汽壓與外界施加的壓強相等時,氣泡才能長大並上升,這就是液體沸點與氣壓有關的原因。通常,在一定範圍內,液體的沸點會隨著外界壓力的升高而升高。

     

水是液體,當然也遵守這個規律。在高海拔地區,比如青藏高原,那裡水的沸點就低於100攝氏度,水比較容易沸騰,因此,做飯時使用高壓鍋食物才比較容易熟,口感也更好。在深海熱泉口,那裡的壓力極高,水的沸點也可以達到幾百度。

水的沸騰是一種汽化,水汽化時需要吸收熱量。標準大氣壓下,一定質量和溫度的液體變為氣體時所吸收的熱量稱之為汽化熱(或蒸發熱)。在標準大氣壓下,1千克100攝氏度的水汽化時需要吸收2257千焦的熱量,相當於將0攝氏度的水加熱到100攝氏度時所需熱量的5倍。

除了沸點,水的沸騰現象還與汽化核有關

水壺燒水時是從壺底開始加熱,壺底會產生氣泡並逐漸上升破裂,整個沸騰過程圍繞著這些氣泡而進行,這些氣泡被稱之為汽化核。

如果用光滑的容器將比較純淨的水放在微波爐中進行加熱,而微波爐的加熱過程與水壺的加熱過程不同,微波爐加熱時水體受熱均勻,幾乎不會形成汽化核。由於缺乏汽化核,在標準大氣壓下,水的溫度即使達到沸點也不會沸騰,這被稱之為過熱現象。過熱液體極不穩定,當過熱的水受到外界擾動時,便會發生暴沸(爆炸性沸騰)現象。外界溫度突然急劇下降、搖晃、攪拌、投入雜質等,這些都屬於擾動。

     

暴沸非常危險,增加液體中的氣泡或雜質可以防止過熱熱體的形成。

一定質量的水,提供足夠的熱量,在一定壓強下才能加熱到110攝氏度

如果僅僅是不斷的加熱,在標準大氣壓下,水的溫度只會維持在100攝氏度,將會持續不斷的蒸發,直至容器中的水燒乾。

要想將水加熱到110攝氏度,1.5倍大氣壓就足夠了。我們無法改變大氣壓,卻可以改變燒水的容器,使用密閉性較好的燒水容器,就可以使水的溫度提高到110攝氏度以上。在密閉的容器中,加熱會產生一定量的水蒸氣,這些水蒸氣就會使容器內的氣壓增加。

     

水的比熱容為4.2千焦/(千克·攝氏度),氣壓和溫度僅會對水的比熱容產生微小的影響。大家可以試著算一下,將1千克15度的純水加熱到110度理論上至少需要多少熱量?

此外,水達到一定溫度,將會發生某些神奇的變化。在氣壓為22.1兆帕、水的溫度為374攝氏度時,水的密度與水蒸氣的密度一樣,已經分不清水和水蒸氣了,這種狀態被稱之為超臨界狀態。處於超臨界狀態的水具有某些神奇的效應,比如具有極強的氧化能力。

總結一下,在1.5倍的大氣壓下,就能將純淨水加熱到110攝氏度。

相關焦點

  • 如何才能把水燒到110攝氏度?
    燒開水是生活中最常見的事之一,僅僅是開足火力並不能把水燒到110攝氏度,還需要考慮其它因素,主要是壓強。水的沸點與壓強有關應該很多人都知道,在標準大氣壓下,水的沸點是100攝氏度。當氣泡中的飽和蒸汽壓與外界施加的壓強相等時,氣泡才能長大並上升,這就是液體沸點與氣壓有關的原因。通常,在一定範圍內,液體的沸點會隨著外界壓力的升高而升高。水是液體,當然也遵守這個規律。在高海拔地區,比如青藏高原,那裡水的沸點就低於100攝氏度,水比較容易沸騰,因此,做飯時使用高壓鍋食物才比較容易熟,口感也更好。
  • 水能否燒到一千攝氏度?
    題圖:全景視覺 水能否燒到一千攝氏度 知友:賈明子(7,100+ 贊同,美國普度大學化學工程博士,量子物理話題的優秀回答者) 我想,題主想問的是,水能不能保持液態燒到 1000 度。如果是這樣,那麼答案是: 不能。
  • 為什麼水在常壓下燒到100攝氏度,再加熱也不會升溫了呢?
    在1標準大氣壓下,水的冰點為0攝氏度,沸點則為100攝氏度,在其中間分成100等分,這樣就有了溫度的計量方式了。 當然,這不是唯一的溫度計量方式,但是不管溫度是怎麼計量的,也無論你在什麼地方加熱水,到達一定溫度後,它將不再升溫。
  • 為什麼水在常壓下燒到100攝氏度,再加熱也不會升溫了呢?
    在1標準大氣壓下,水的冰點為0攝氏度,沸點則為100攝氏度,在其中間分成100等分,這樣就有了溫度的計量方式了。當然,這不是唯一的溫度計量方式,但是不管溫度是怎麼計量的,也無論你在什麼地方加熱水,到達一定溫度後,它將不再升溫。
  • 為什麼開水燒到100°就上不去了-科技創新-每日科技網-多維度報導...
    燒水沸騰時的溫度是100°是如何回事?我們來看看攝氏度的含義,攝氏度的定義是指在1個規範大年夜大年夜氣壓下,純真的冰水稠濁物溫度為0度,水沸騰的溫度為100度,將個中間等分為100份,每份為1度。所以說,這個100°是法則出來的,不是開水燒到100°上不去,而是水燒開的溫度定為100°,它就算是101°、110°,也將它定為了100°(前提是1個規範大年夜大年夜氣壓下)。
  • 一條沸騰的河流,水溫達到了100攝氏度,像剛燒好的開水
    一條沸騰的河流,水溫達到了100攝氏度,像剛燒好的開水我們的「家園」地球一直都充滿著奧妙,即使是人類不停的探索,但在這個世界上仍有很多解不開的謎團。河流有6.4千米長,寬度有25米,深度有6米,所以這條河流也「河如其名」,整條河流的河水都處於一種沸騰的狀態,水溫像剛燒好的開水。「沸水河」平均水溫達到了54攝氏度,最高水溫高達100攝氏度。
  • 如何滅掉「燒不死、凍不死」的水熊蟲?這樣可能會讓它們滅絕!
    根據目前的統計結果來看,已經發現了大約900多種水熊蟲,水熊蟲不會對人類造成傷害,所以它不屬於害蟲,但也不屬於益蟲。我們用肉眼很難發現水熊蟲,因為它只有1.4毫米左右,我們只能通過放大鏡或者顯微鏡才能觀察到。從圖片上看,水熊蟲長得很胖,像是一個「胖子」。水熊蟲的頭部是呈透明狀的,它頭部的顏色會隨著它吃的食物的顏色而變化,這種能力有點類似於變色龍的能力。
  • 一起去吃吃火鍋-紙杯燒不破趣味實驗
    不要讓火苗燒到水面以上的紙,酒精燈用完後及時用燈蓋蓋滅。實驗做法:1. 紙杯裡裝水。2. 拿到酒精燈上面去燒。  3.過了一會,往下一看,會發現紙杯沒燒起來。科學原理:水的沸騰溫度在一個標準大氣壓(近似於平原地區地面氣壓)下是100攝氏度,如果紙與水的熱傳遞能夠順利進行的話,那麼紙的內表面溫度不會高於100攝氏度,而一般情況下紙的內外表面溫度差不會超過10攝氏度(如果紙質不是很厚的話)。因此即使水沸騰了,紙的外表面溫度也不會超過110攝氏度,而一般紙張的著火點183℃左右,所以不會使得紙張燃燒。
  • 100攝氏度的水和100攝氏度的油,哪個更燙人?
    如果問這樣一個問題:100攝氏度的水和100攝氏度的水蒸氣,哪個熱?這個問題和上一個問題有一些類似,要回答這樣的問題需要弄清楚其中涉及到的物理概念。兩個物體哪一個重?「重」在物理學上指物體受到的重力,物體受到的重力等於物體的質量乘以所在位置的重力加速度。兩個質量相等的物體在同一位置所受到的重力是相等的,不論是不是同一種物質。100攝氏度的水和100攝氏度的水蒸氣,哪個熱?
  • 水能被加熱到1千攝氏度嗎?一直加熱密封容器中的水會發生什麼?
    由此可見,當外界的壓強增加的時候,水蒸氣產生的壓強就必須要達到更大的值才能夠讓水沸騰,這就需要更高的溫度,換句話來說就是,要將水加熱到更高的溫度,就需要將水放進可以增加壓強的密封容器中。於是我們的問題就變成了:在密封的容器中,水能被加熱到1千攝氏度嗎?一直加熱密封容器中的水會發生什麼?
  • 天問一號4個「大翅膀」暗藏玄機:能扛住零下110攝氏度超低溫
    天問一號已經升空,開啟了中國探索太陽系行星的大門,本文將解釋我們探索太陽系的關鍵技術之一:砷化鎵深空電源,如何在天問一號上使用。天問一號巡視器有4個「大翅膀」,能扛住零下110攝氏度超低溫,這是在火星上行駛的生存之道。
  • 正泰新能源:如何將光伏這壺「水」燒到沸騰?
    光伏企業該如何應對不利發展環境?後疫情時代,中國光伏行業將會呈現什麼新趨勢、新變化?行業內外的諸多疑問,需要龍頭企業和領軍人物用實際行動來作答!為此,華夏能源網(www.hxny.com)特別推出「尋找啟明星:探路後疫情時代的中國光伏」系列專題報導,深度訪談光伏頭部企業大咖,抽絲剝繭,尋根溯源,共同為中國光伏問計獻策!
  • 熱水器「鋁代銅」戰火燒到「浸鉛銅」
    浸鉛銅危機二:鉛的熔點遠低於500度國標「浸鉛銅」廠家搬出某位專家說「鋁代銅」不安全的說法是,現在的熱水器產品,在熱交換器入口處高溫煙氣的溫度已經能達到1000攝氏度左右,與銅材的熔化溫度相當,遠高於純鋁的熔點,因此,「鋁代銅」不安全。在這裡,「浸鉛銅」廠家避而不談鉛的熔點是327.5°C,遠遠低於國家標準。
  • 零下八十攝氏度,水以液態形式存在
    來源:科技日報零下八十攝氏度,水以液態形式存在有助解釋極端環境下水的異常特性科技日報北京9月21日電 (記者劉霞)美國能源部太平洋西北國家實驗室(PNNL)的研究人員在最新一期《科學》雜誌撰文指出,他們首次對超冷水進行測量後發現,在零下80攝氏度的極低溫度下,水以液態形式存在,且由兩種液體混合而成。
  • 東芝推出最高工作溫度達110攝氏度的VSON4小型封裝光繼電器
    打開APP 東芝推出最高工作溫度達110攝氏度的VSON4小型封裝光繼電器 廠商供稿 發表於 2016-10-28 13:59:16
  • 零下八十攝氏度,水以液態形式存在
    最新研究增加了我們對水的深層了解,也可以幫助科學家解釋液態水為何能在木星、土星等冰凍星球上存在。研究人員指出,有關處於最極端溫度之下液態水的行為,科學家迄今已提出了諸多假設。比如,有科學家想知道,在零下83.15攝氏度的極低溫度下,水是否能以液體形式存在。
  • 波恩談判:要如何才能量化升溫不超過兩攝氏度?
    以倒逼機制來衡量的話,這份新的全球氣候變化協議將以維持全球升溫在兩度之內作為目標,但由於此次的氣候變化協議談判以自下而上的方式貢獻各國減排目標,如何量化此2攝氏度的目標,現在似乎並無更好破解之法。近期,七國集團在聲明中指出,為維持全球升溫在2攝氏度之內,七國集團的經濟要徹底「去碳化」。很多人認為1.5攝氏度或2攝氏度的目標是不可實現的。
  • 為什麼絕對零度不取整為-300攝氏度?
    就目前所知,宇宙最低溫度是絕對零度,為-273.15攝氏度。那麼,為什麼最低溫度不是-300度,而是這麼一個看似奇怪的數值呢?事實上,這個原因很簡單,並不是什麼重大內在物理規律在起作用,而是源於人類的定義。那麼,人類是如何定義溫度的呢?
  • 30攝氏度的水會讓人覺得冷,為何30攝氏度的氣溫,會讓人覺得熱?
    同樣是30攝氏度,為何氣溫會讓人覺得熱,水卻讓人覺得冷?說到夏天大多數人的第一感覺就是熱,在不同的溫度下,人體所感受到的環境也是各不相同的,30攝氏度是怎樣的感覺?那只有一個字來形容了,那就是熱。在20攝氏度左右是人體最舒服的溫度,但是一旦到達了30攝氏度,只能用炎熱來形容。我們卻發現了一個非常有意思的現象,在日常生活當中,如果氣溫達到了30攝氏度會感覺到非常的炎熱,但是我們進入到30攝氏度的水當中卻感覺到非常的寒冷,為什麼同樣是30攝氏度會造成如此大的差距呢?問題到底出在哪裡?其實這和人體的散熱系統有著非常大的關係。
  • 水的沸點是由什麼決定的,可以把水加熱到100度以上嗎?
    在日常生活中,我們都應該有過燒白開水的經歷,而且我們知道當溫度達到100度的時候,水就開始沸騰了,就算再繼續加熱下去,水的溫度也不會再繼續上升了。那麼大家有沒有想過,水的沸點和哪些因素有關,有沒有什麼辦法可以把水加熱到100度以上?今天我們就來討論一下這個問題。沸點的定義是什麼,水的沸點為什麼是100度?